Ker inženirji in tehniki pridno sodelujejo pri diagnosticiranju in razvoju rešitve (v najboljšem primeru) ali obvladovanju (v najslabšem primeru) nedavnih vprašanj o žiroskopu v vesoljskem teleskopu Hubble, nam daje trenutek, da se prijavimo in razmislimo o svojih največjih podvigih znanost. Ne skrbite, da odlična opazovalnica na nebu ne bo kamor koli kmalu (kolikor bi želeli nadgradnjo ali zamenjavo), zato se lahko samozavestno veselimo še mnogih let astronomske veličine. Toda Hubble deluje že skoraj tri desetletja; kaj je prispevalo k seštevku človeškega znanja o vesolju?
Odgovor: veliko. Danes bom dosegel le enega izmed vrhuncev.
Merjenje oddaljenosti oddaljenih stvari v vesolju ni lahka naloga. Izkazalo se je, da je izgovoriti nekaj hudomušnega, kot je "Andromedina galaksija oddaljena približno 2,5 milijona svetlobnih let". Sodobne astronomske meritve temeljijo na vrsti prekrivajočih se prekrivajočih se tehnik, ki neprestano delujejo navzven na vedno večje razdalje vse od Lune do roba opazovanega Vesolja.
Eno ključnih sidrij v tako imenovani „lestvici kozmične razdalje“ (ker je kot lestev oddaljenosti do kozmosa) je čuden astronomski objekt, znan kot cefidske spremenljivke. Poimenovane po kraljevskem ozvezdju, kjer so jih prvič odkrili, imajo te zvezde zelo svojevrstno in zelo uporabno lastnost: pulzirajo.
V nekaj dneh bodo te zvezde nenehno rasle in svetlejše, kolesarile so po pravilnem, ponovljivem, zanesljivem vzorcu. In v začetku leta 1900 je čudovito nadarjeni astronom po imenu Henrietta Swan Leavitt odkril, da te spremenljivke Cefeida niso le dolgočasno spremenljive - so zanimivo spremenljive. Obstaja zelo radovedna povezava med tem, kako hitro te zvezde kolesarijo svetlejše / bolj zatemnjene in kako lastno svetle so (na astronomskem žargonu je to znano kot svetilnost).
In če veste, kako svetlo je nekaj, lahko izračunate razdaljo. Pomislite samo na to, da boste z mano spoznali, kako zelo je to. Pojdite nocoj ven in si oglejte naključno zvezdo. Kako daleč je? Vzemite naključno ugibanje. Poiščite svetlejšo zvezdo. Je ta svetlejša zvezda svetlejša, ker je bližje? Ali pa je svetlejši, ker ... je preprosto, veste, svetlejši? Težka sestavljanka je vznemirjala celo miselne titane, kot je Newton.
Če pa bi vedeli svetilnost (dejansko svetlost) teh zvezd, bi potem lahko zagotovo vedeli, katera je nadaljnja in katera bližja. Za vsako zvezdo bi jo lahko primerjali prav svetlost do svetlosti, ki jo merite na nebu, naredite malo, vendar srednješolske trigonometrije, in vedeli bi razdaljo do tistih zvezdnih opazovalcev.
To je težko storiti s katero koli staro zvezdo, saj je težko vedeti njihovo resnično svetlost. Toda k sreči Cefeidi niso le stara zvezda. Ker lahko merite njihovo variacijo in je ta sprememba neposredno povezana z njihovo svetilnostjo, lahko z (relativno) lahkoto določite njihove razdalje.
Edwin Hubble je s Cefeidi prvič odkril, da je Andromedina galaksija a) lastna galaksija in b) res daleč, kar je odprlo naš prvi velik skok na širši kozmološki prizor. In zdaj veste, zakaj je bil Hubble (vesoljski teleskop) poimenovan po Hubblu (osebi). Toda Cefeidi nas lahko pripeljejo samo tako daleč. Še vedno morate opazovati posamezno zvezdo in imeti dovolj občutljiv teleskop, da lahko sčasoma spreminjate spremembe. To ni lahek podvig in kolikor več greš, postaneš veliko težji.
Da pridemo do resnično velikih kozmoloških razdalj, ki jih poznamo in ljubimo danes, preidemo na druge tehnike. Toda te tehnike (recimo, če pogledamo nekatere vrste supernov) niso nič dobrega v bližini, zato cefeidi predstavljajo ključno sidrišče za dosego ... no, zvezd.
In tu se je Hubble podal na velik način. Hubble je velik teleskop, kar pomeni, da lahko vidi zelo oddaljene cefeide. In je v vesolju, zato vam ni treba skrbeti, da bi se mučno vzdušje pokvarilo z meritvami. S temi prednostmi in drugim napredkom smo astronomi lahko odpravili razdalje do treh ducatov galaksij, kar je 65 milijonov svetlobnih let, z več meritvami cefidov na galaksijo, da jih resnično zaklenemo.
Ta en sam rezultat je utrjeval naše razumevanje kozmičnih razdalj in nam pomagal izvedeti več o vsem, od zgodovine našega kozmosa do narave temne energije. In le majhen delček tega, kar je bilo doseženo s Hubblom.
Preberite več: "Končni rezultati ključnega projekta vesoljskega teleskopa Hubble za merjenje konstante Hubble"
